本发明涉及环境工程技术领域，更具体地说，是涉及一种vocs废气的处理方法。
背景技术：
挥发性有机化合物(vocs)，是指挥发性的碳氢化合物及其衍生物，它包括烃类、芳烃类、醇类、醛类、酮类、酯类、胺类、有机酸等常温下饱和蒸汽压大于133.32pa、常压下沸点在50～260℃以下的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体。vocs不仅导致空气质量变差，而且是夏季光化学烟雾、城市雾霾的主要成分，当其超过一定浓度时，会刺激人的眼睛和呼吸道，甚至损害人体的肝脏、肾脏、大脑和神经系统。
目前，工业企业中通常使用的vocs的处理方法包括吸附法、直接燃烧法、催化燃烧法、光催化氧化法、低温等离子体技术等。其中，最常用的为吸附法，其原理是通过不同吸附剂独特的比表面积和孔隙结构，对有机废气进行吸附，主要用于低浓度，高通量的vocs处理；其优点是处理工艺较成熟，净化效率较高等，缺点是吸附剂易饱和，更换周期频繁、运行成本高等。直接燃烧法是将vocs收集后直接燃烧或者使用天然气、油类等辅助燃料进行燃烧的方法；其优点是在适宜的温度和保留时间下，处理率高、运行费用较低，缺点是容易发生爆炸，并且浪费热能，能耗高，投资大等。催化燃烧法是在金属或非金属催化剂的作用下于较低的温度进行无焰催化燃烧，将有机废气转化为无毒、无害的二氧化碳和水等物质；其优点是由于有催化剂的存在，使得有机废气的分解比直接燃烧所需要的温度更低、时间更短，但是催化燃烧使用的催化剂易中毒，影响了vocs的处理效率和稳定性。光催化氧化法是通过利用光催化剂的光催化性，使用紫外光等对催化剂进行照射，从而产生大量具有强氧化能力的高能粒子，这些高能粒子对吸附在催化剂上的有机废气进行氧化处理，最终将vocs转化为二氧化碳、水等对环境无污染的物质；其优点是能耗较低，稳定性好，催化剂经适当处理后可循环利用，但是目前光催化剂的光敏性不好、不能在可见光下高效的降解有机物。
而低温等离子体技术，即高能电子通过碰撞把能量传递给其他粒子，使其他粒子被激发，同时部分粒子被电离成活性基团，活性基团从高能激发态跃迁并产生紫外光，紫外光与有害气体成分发生反应从而使气体分子键断裂，活性粒子能够直接降解有机废气中的有害物质，并可与有机废气中所含其它分子作用并产生新的激发态物质，从而把有害物降解为二氧化碳和水等无害物质，因此低温等离子体技术具有比上述传统处理方法更好的综合性能；但是低温等离子直观来说就是拉电弧，电能效率不高，因此低温等离子体技术在实际应用中处理能力有限、运行成本高且稳定性不佳。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种vocs废气的处理方法，能够对vocs进行有效去除，且处理能力强、成本低、稳定性好。
本发明提供了一种vocs废气的处理方法，包括以下步骤：
a)将vocs废气进行第一次洗涤，分别得到含水的vocs废气和第一洗涤废液；
b)将步骤a)得到的含水的vocs废气进行电子束辐照，得到辐照气体产物；
c)将步骤b)得到的辐照气体产物进行第二次洗涤，分别得到排放气体和第二洗涤废液；
d)将步骤a)得到的第一洗涤废液和步骤c)得到的第二洗涤废液进行生化处理，得到洗涤用水。
优选的，步骤a)中所述vocs废气中vocs浓度大于等于200ppm/m3；包括浓度大于等于75ppm/m3的二甲苯，浓度大于等于50ppm/m3的乙酸丁酯和浓度大于等于25ppm/m3的异丙醇。
优选的，步骤a)中所述第一次洗涤的过程具体为：
将vocs废气在常温常压下进入喷淋塔，用水进行洗涤，分别得到含水的vocs废气和第一洗涤废液。
优选的，步骤b)中所述含水的vocs废气的进气风量为1000m3/h～50000m3/h。
优选的，步骤b)中所述电子束辐照的剂量为0.5kgy～15kgy。
优选的，步骤c)中所述第二次洗涤的过程具体为：
将步骤b)得到的辐照气体产物在常温常压下进入喷淋塔，用水进行洗涤，分别得到排放气体和第二洗涤废液。
优选的，步骤d)中所述生化处理的水处理能力为200t/d～2000t/d。
优选的，步骤d)中所述生化处理的过程具体为：
将步骤a)得到的第一洗涤废液和步骤c)得到的第二洗涤废液在水处理装置中用活性污泥好氧曝气，水力学停留时间为12h～36h，得到洗涤用水。
优选的，所述步骤d)还包括：
将得到的洗涤用水循环用于步骤a)中的第一次洗涤过程和步骤c)中的第二次洗涤过程。
优选的，所述循环过程的水循环比为10t/h～100t/h。
本发明提供了一种vocs废气的处理方法，包括以下步骤：a)将vocs废气进行第一次洗涤，分别得到含水的vocs废气和第一洗涤废液；b)将步骤a)得到的含水的vocs废气进行电子束辐照，得到辐照气体产物；c)将步骤b)得到的辐照气体产物进行第二次洗涤，分别得到排放气体和第二洗涤废液；d)将步骤a)得到的第一洗涤废液和步骤c)得到的第二洗涤废液进行生化处理，得到洗涤用水。与现有技术相比，本发明提供的处理方法通过对含水的vocs废气进行电子束辐照，产生的具有极高反应活性的粒子与不溶于水的非极性有机物反应，生成带有羧基、羟基的极性有机物，其水溶性提高，进而可以用水进行洗涤，最后通过生化处理处理溶于水中的洗涤物，从而实现对vocs的有效去除；并且该处理方法的处理能力强、成本低、稳定性好。实验结果表明，本发明提供的vocs废气的处理方法可连续、稳定地进行大风量vocs废气的处理，处理后的排放气体的vocs的去除率在75％以上，其中，非甲烷总烃＜50ppm/m3，二甲苯＜20ppm/m3，均满足gb16297-1996《大气污染物综合排放标准》中工业企业要求达到的二级排放标准。
另外，本发明提供的vocs废气的处理方法通过对溶于水的洗涤物进行生化处理，得到可循环利用的洗涤用水，降低成本的同时，减少废液产生，同时具有显著的经济和环保效益。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种vocs废气的处理方法，包括以下步骤：
a)将vocs废气进行第一次洗涤，分别得到含水的vocs废气和第一洗涤废液；
b)将步骤a)得到的含水的vocs废气进行电子束辐照，得到辐照气体产物；
c)将步骤b)得到的辐照气体产物进行第二次洗涤，分别得到排放气体和第二洗涤废液；
d)将步骤a)得到的第一洗涤废液和步骤c)得到的第二洗涤废液进行生化处理，得到洗涤用水。
本发明首先将vocs废气进行第一次洗涤，分别得到含水的vocs废气和第一洗涤废液。在本发明中，所述vocs废气中vocs浓度优选大于等于200ppm/m3，更优选大于等于300ppm/m3。在本发明中，所述vocs废气优选包括浓度大于等于75ppm/m3的二甲苯，浓度大于等于50ppm/m3的乙酸丁酯和浓度大于等于25ppm/m3的异丙醇，更优选包括浓度大于等于150ppm/m3的二甲苯，浓度大于等于100ppm/m3的乙酸丁酯和浓度大于等于50ppm/m3的异丙醇。在本发明优选的实施例中，所述vocs废气中vocs浓度为300ppm/m3，包括二甲苯150ppm/m3，乙酸丁酯100ppm/m3和异丙醇50ppm/m3。
在本发明中，所述第一次洗涤的过程优选具体为：
将vocs废气在常温常压下进入喷淋塔，用水进行洗涤，分别得到含水的vocs废气和第一洗涤废液。本发明通过第一次洗涤的过程，能够洗去vocs废气中的极性有机物质，并且使洗涤后的vocs废气中含有丰富的水汽，便于后续电子束辐照过程的进行。
得到所述含水的vocs废气后，本发明将得到的含水的vocs废气进行电子束辐照，得到辐照气体产物。在本发明中，所述含水的vocs废气的进气风量优选为1000m3/h～50000m3/h；本发明能够连续、稳定地对大风量vocs废气进行处理。
本发明对所述电子束辐照的设备没有特殊限制，能够实现对气体的均匀照射即可；优选采用本领域技术人员熟知的高能电子加速器，包括2me、3me、5me、10me等。在本发明优选的实施例中，所述电子束辐照的设备为10me的电子加速器。
在本发明中，所述电子束辐照的剂量优选为0.5kgy～15kgy，更优选为1kgy～10kgy。在本发明中，所述电子束辐照与现有技术中的低温等离子体技术完全不同，所述电子束辐照的电能效率显著高于低温等离子技术。
在本发明中，所述含水的vocs废气(vocs主要包括二甲苯及少量乙酸丁酯)中的水汽经电子束辐照，产生大量具有极高反应活性的粒子，如自由基(·oh、eaq-和·h)、离子(haq+和ohaq-)、及h2o2、h2等，这些活性粒子与不溶于水的非极性有机物如芳烃等发生反应，生成带有羧基、羟基的极性有机物，其水溶性得到提高。
得到所述辐照气体产物后，本发明将得到的辐照气体产物进行第二次洗涤，分别得到排放气体和第二洗涤废液。在本发明中，所述辐照气体产物中，主要是甲酸、乙酸、丙酸、丁酸和气溶胶。
在本发明中，所述第二次洗涤的过程优选具体为：
将得到的辐照气体产物在常温常压下进入喷淋塔，用水进行洗涤，分别得到排放气体和第二洗涤废液。本发明通过第二次洗涤的过程，能够洗去辐照气体产物中的极性有机物质如甲酸、乙酸、丙酸等，从而得到满足排放标准的排放气体。
另外，本发明还将步骤a)得到的第一洗涤废液和步骤c)得到的第二洗涤废液进行生化处理，得到洗涤用水。本发明通过生化处理处理溶于水中的洗涤物，从而实现对vocs的有效去除。在本发明中，所述生化处理的水处理能力优选为200t/d～2000t/d；本发明能够连续、稳定地对大量洗涤废水进行处理。
在本发明中，所述生化处理的过程优选具体为：
将步骤a)得到的第一洗涤废液和步骤c)得到的第二洗涤废液在水处理装置中用活性污泥好氧曝气，水力学停留时间为12h～36h，得到洗涤用水；
更优选为：
将步骤a)得到的第一洗涤废液和步骤c)得到的第二洗涤废液在水处理装置中用活性污泥好氧曝气，水力学停留时间为24h，得到洗涤用水。
本发明提供的vocs的处理方法的处理能力强、成本低、稳定性好。
得到所述洗涤用水后，本发明优选还包括：
将得到的洗涤用水循环用于步骤a)中的第一次洗涤过程和步骤c)中的第二次洗涤过程；实现洗涤用水的循环利用。
在本发明中，所述循环过程的水循环比优选为10t/h～100t/h；本发明能够连续、稳定地提供洗涤用水进行循环利用；降低成本的同时，减少废液产生，同时具有显著的经济和环保效益。
本发明提供了一种vocs废气的处理方法，包括以下步骤：a)将vocs废气进行第一次洗涤，分别得到含水的vocs废气和第一洗涤废液；b)将步骤a)得到的含水的vocs废气进行电子束辐照，得到辐照气体产物；c)将步骤b)得到的辐照气体产物进行第二次洗涤，分别得到排放气体和第二洗涤废液；d)将步骤a)得到的第一洗涤废液和步骤c)得到的第二洗涤废液进行生化处理，得到洗涤用水。与现有技术相比，本发明提供的处理方法通过对含水的vocs废气进行电子束辐照，产生的具有极高反应活性的粒子与不溶于水的非极性有机物反应，生成带有羧基、羟基的极性有机物，其水溶性提高，进而可以用水进行洗涤，最后通过生化处理处理溶于水中的洗涤物，从而实现对vocs的有效去除；并且该处理方法的处理能力强、成本低、稳定性好。实验结果表明，本发明提供的vocs废气的处理方法可连续、稳定地进行大风量vocs废气的处理，处理后的排放气体的vocs的去除率在75％以上，其中，非甲烷总烃＜50ppm/m3，二甲苯＜20ppm/m3，均满足gb16297-1996《大气污染物综合排放标准》中工业企业要求达到的二级排放标准。
另外，本发明提供的vocs废气的处理方法通过对溶于水的洗涤物进行生化处理，得到可循环利用的洗涤用水，降低成本的同时，减少废液产生，同时具有显著的经济和环保效益。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述。本发明以下实施例中的vocs废气中vocs浓度为300ppm/m3，包括二甲苯150ppm/m3，乙酸丁酯100ppm/m3和异丙醇50ppm/m3。
实施例1
(1)将vocs废气在常温常压下进入喷淋塔，用水进行第一次洗涤，洗去vocs废气中的异丙醇和大部分乙酸丁酯，分别得到含水的vocs废气和第一洗涤废液。
(2)以50000m3/h的进气风量将步骤(1)得到的含水的vocs废气经过10me的电子加速器进行5kgy的电子束辐照，得到辐照气体产物。
(3)将步骤(2)得到的辐照气体产物在常温常压下进入喷淋塔，用水进行第二次洗涤，分别得到排放气体和第二洗涤废液。
(4)将步骤(1)得到的第一洗涤废液和步骤(3)得到的第二洗涤废液进行生化处理，具体为：在水处理装置中用活性污泥好氧曝气，水力学停留时间为24h，得到洗涤用水；所述生化处理的水处理能力为2000t/d；得到的洗涤用水的cod不大于1000mg/l，可循环用于步骤(1)中的第一次洗涤过程和步骤(3)中的第二次洗涤过程；水循环比为100t/h。
经检测，本发明实施例1中步骤(2)得到的辐照产物中，主要是甲酸、乙酸、丙酸、丁酸和气溶胶；步骤(3)得到的排放气体中，非甲烷总烃＜50ppm/m3，二甲苯＜20ppm/m3，均满足gb16297-1996《大气污染物综合排放标准》中工业企业要求达到的二级排放标准。
本发明实施例1提供的vocs废气的处理方法可连续、稳定地进行大风量vocs废气的处理，处理后的排放气体的vocs的去除率在75％以上，并且满足gb16297-1996《大气污染物综合排放标准》中工业企业要求达到的二级排放标准。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。